DE3301491A1

DE3301491A1 - Verfahren zum vulkanisieren von kautschuk

Info

Publication number: DE3301491A1
Application number: DE19833301491
Authority: DE
Inventors: Masaru Komaki Aichi Itoh
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1982-01-20
Filing date: 1983-01-18
Publication date: 1983-07-28
Also published as: JPS58124629A; US4481159A; US4544339A; DE3301491C2

Description

TOYODA GOSEI CO., Ltd. 83/8707

Nishikasugai-gun, Aichi-ken, 452 Japan Kr/ae

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vulkanisieren von Kautschuk in einer Form.

Kautschuk wird üblicherweise in einer von außen erhitzten Form vulkanisiert. Dies geschieht dadurch, daß die Hitze von der erhitzten Form auf den Kautschuk in der Form übertragen wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist der niedrige thermische Wirkungsgrad zufolge der Notwendigkeit, den gesamten Ofen zu erhitzen, eine verstärkte Bartbildung auf dem Preßling und eine verhältnismäßig lange Zeit für das Vorheizen.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Heizverfahren mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad verfügbar zu machen. Ziel ist ferner ein Heizverfahren mit kurzer Vorheizdauer und kurzer Heizdauer beim Vulkanisieren. Schließlich soll ein Heizverfahren verfügbar gemacht werden, mit dem bartfreie Gummipreßlinge erhalten werden.

Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Danach wird eine Vulkanisierung von Kautschuk mittels dielektrischer Hochfrequenzheizung in einer Preßform angewandt. Vorzugsweise besteht die Preßform aus einer

den Hohlraum bildenden Innenschicht mit hohem dielektrischem Verlustfaktor und aus einem äußeren Teil mit im Vergleich hierzu wesentlich niedrigerem dielektrischem Verlustfaktor.

Die Erfindung wird anhand von 5 Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer typischen Form,

wie sie für das erfindungsgemäße Verfahren '0 benutzt wird,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer typischen Befestigungsart einer für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Form, 15

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Befestigungsart,

Fig. 4 eine senkrechte Schnittansicht von Fig. 3, . und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht von Fig. 3.

Die Erfindung verwendet eine Form aus einem dielektrischen Material, um eine Reflexion der elektrischen Wellen an der Oberfläche der Form zu verhindern. Die konventionelle Metallform reflektiert die elektrischen Wellen einer dielektrischen Heizvorrichtung an den Formoberflächen, so daß der Kautschuk innerhalb der Form nicht aufgeheizt werden kann.·

Wenigstens einer der beiden folgenden Teile, nämlich entweder die Innenschicht der Form oder das Kautschukmaterial sollten aus dielektrischem Mate-

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rial mit einem großen dielektrischen Verlustfaktor hergestellt sein und wenigstens einer dieser Teile mittels dielektrischer Hochfrequenzerhitzung aufgeheizt werden, so daß der Kautschuk durch die Erwärmung vulkanisiert wird. Die genannten dielektrischen Materialien können

nichtmetallische Materialien wie Keramik- und Plastikmaterialien sein. Die Form gemäß dieser Erfindung wird aus derartigem Material wie Keramik oder Plastik gebildet.
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Im Hinblick auf die Eigenschaften, die für die Materialien der Form gefordert werden, wie Festigkeit und thermische Stabilität beim Vulkanisieren, ist solchen Plastikmaterialien wie hoch hitzebeständigen Fluorharzen, hitzehärtbaren Harzen und durch Glasfasern verstärkten Harzen der Vorzug zu geben. Im allgemeinen werden für die Formen dielektrische Materialien bevorzugt, die einen niedrigen dielektrischen Verlustfaktor (tano) aufweisen. Zum Beispiel werden Fluorharze (Polytetraflüoräthylen) und Siliziumoxidsinterteile bevorzugt, die dielektrische Verlustfaktoren tan δ unter 100-ίο"¹* aufweisen. Ist die gesamte Form aus einem Material mit niedrigem dielektrischem Verlustfaktor hergestellt, dann muß das Kautschukmaterial einen hohen dielektrisehen Verlustfaktor aufweisen.

Wird die Form selbst erhitzt, dann wird das Kautschukmaterial innerhalb der Form durch die von der Form gelieferte Wärme vulkanisiert. Wird das Kautschukmaterial direkt erhitzt, dann sollte die Form ebenfalls aus einem Material mit hohem dielektrischem Verlustfaktor hergestellt sein, um einen Wärmefluß von dem Kautschukmaterial zur Form und ein Abkühlen des Kautschukmaterials bei der Berührung mit der Formfläche zu verhindern. Geeignete Materialien für derartige Formen sind Epoxyharz,

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Phenolharz und dergleichen, die funktioneile Gruppen aufweisen sowie Alkaligläser. Fluorharze können mit Kohle- oder Zinkoxidpulvern gemischt werden, um einen

höheren dielektrischen Verlustfaktor zu erzielen. 5

Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht eine sich selbst aufheizende Form, die vorzugsweise zusammengesetzt ist aus Schichten, die aus Material mit hohem dielektrischem Verlustfaktor hergestellt sind, und anderen Teilen, die

•0 aus einem anderen Material mit niedrigem dielektrischem Verlustfaktor hergestellt sind. Die in Fig. 1 dargestellte Form ist eine Trennform aus einem oberen Formteil 1 und einem unteren Formteil 2, die einen Hohlraum 3 bilden. Die den Hohlraum 3 umschließenden Innenschichten li und 21 der Formteile sind aus einem Material mit hohem dielektrischem Verlustfaktor hergestellt, die übrigen Teile sind aus einem anderen Material mit niedrigem dielektrischem Verlustfaktor hergestellt. In der Mitte des oberen Formteils 1 befindet sich ein Anguß

12, durch den Kautschukmaterial eingegossen wird. Die Dicke und der dielektrische Verlustfaktor der Schichten 11 und 21 kann im Hinblick auf Einflußgrößen wie den dielektrischen Verlustfaktor des Gummimaterials und die Vulkanisationstemperatur ausgewählt werden. Es ist nicht erforderlich, daß die Innenschicht eine gleichmäßige Dicke aufweist, vielmehr wird für einen · Teil, der speziell erhitzt werden soll, eine größere Dicke bevorzugt. Da die für das erfindungsgemäße Verfahren benutzte Form nicht aus Metallen hergestellt werden kann, sollte der Zusammenhalt zwischen den getrennten Formteilen durch eine besondere Einrichtung sichergestellt werden. So wird z.B., wie in Fig. 2 dargestellt, die getrennte Form 10 in einen zylindrischen Formrahmen 4 eingesetzt und die Teile werden durch ein Befe-

^ stigungsband 5 um den äußeren Umfang befestigt. Der

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Formrahmen 4 und das Band 5 sollten jeweils aus Materialien mit niedrigem dielektrischem Verlustfaktor hergestellt sein.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen ein Beispiel eines Formrahmens 6, der mehrere geteilte Formen 10 enthält. Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, Fig. 4 eine senkrechte Schnittansicht und Fig. 5 eine Querschnittsansicht. Bei diesem Beispiel kann das Kautschukmaterial in die ge-

teilten Formen 10 durch den Formrahmen 6 hindurch eingegossen werden. Der Formrahmen 6 ist an den geteilten Formen mit Kappen 7 befestigt, die an beiden Enden des Formrahmens aufgesetzt sind. Um geteilte Formen zu befestigen, können verschiedene andere Einrichtungen als die beschriebenen verwendet werden, wie ein Befestigen mittels Bolzen, Befestigungsmitteln oder Klammern. Das Kautschukmaterial ist nicht besonders vorgeschrieben, aber wenn Kautschukmaterial mit einem niedrigen dielektrischen Verlustfaktor verwendet wird, solion

te eine Form, die sich selbsttätig aufheizt, verwendet werden. Nitrilkautschuk und Neoprenkautschuk mit hohen dielektrischen Verlustfaktoren gehören zu den Materialien, die sich selbst aufheizen. Naturkautschuk, Butylkautschuk und Äthylen-Propylenkautschuk etc. mit nie-

drigen dielektrischen Verlustfaktoren können zu Materialien mit selbsttätiger Erhitzung gemacht werden, indem Materialien solcher polarer Radikale zugesetzt werden, wie Ruß (carbon black), Stearinsäure, Schwefel

und Zinkoxid.
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Das Verfahren, einen Hohlraum mit Kautschukmaterial zu füllen, ist nicht begrenzt auf das Eingießen, wie oben beschrieben, sondern es kann auch ein anderes Verfahren angewandt werden, bei dem eine vorgegebene Menge

an Kautschukmaterial vorher in den Formhohlraum ein-

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gebracht wird und die getrennten Formen eng verbunden werden, so daß das Kautschukmaterial durch Druck eingefüllt werden kann.

Als dielektrischer Heizofen für das erfindungsgemäße Verfahren kann ein üblicher dielektrischer Heizofen verwendet werden. Es eignet sich entx^eder ein kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitender Heizofen, das Heizen sollte jedoch gleichmäßig sein. Die Heizzeit ist nicht besonders begrenzt, es ist aber bei der praktischen Anwendung zweckmäßig, die Temperatur bis zum gewünschten Vulkanisierpunkt in einer bis mehreren Minuten zu erhöhen.

Da bei dem erfindungsgemäßen Vulkanisierverfahren entweder das Kautschukmaterial oder die Form selbst Hitze erzeugen, ist der thermische Wirkungsgrad beträchtlich höher, als bei einem Verfahren, bei dem der ganze Ofen erhitzt wird. Die Heizzeit zum Vulkanisieren wird ebenfalls verkürzt und die Zeit für das Vorheizen merklich reduziert, wodurch eine einfachere Betriebssteuerung erzielt wird. Da ein gleichmäßiges Heizen möglich ist, wird die Genauigkeit der geschäumten Gummipreßlinge oder dergleichen beträchtlich verbessert. Es sind außerdem bartfreie Preßlinge erzielbar.

Andere Prozesse als der Vulkanisierprozeß können die gleichen sein wie jene zur Erzeugung von Gummiprodukten unter Verwendung der üblichen Preßformen. 30

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Claims

Patentansprüche

( 1·) Verfahren zum Vulkanisieren von Kautschuk in einer

^vT?orm, dadurch gekennzeichnet , daß Kautschukmaterial in den Hohlraum einer Form aus dielektrischem Material eingebracht und das Kautschukmaterial in dieser Form in einem Ofen mit dielektrischer Erwärmung erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material einen dielektrischen Verlustfaktor (tanö) von weniger als 100 · ΙΟ"¹* aufweist, und daß der dielektrische Verlustfaktor des Kautschukmaterials größer als 100 · 10 ^h ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das dielektrische Material aus Harz- oder Keramikmaterial besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Form aus einer den Hohlraum bildenden Innenschicht, die aus dielektrischem Material mit hohem dielektrischen Verlustfaktor hergestellt ist, sowie aus einem äußeren Teil aufgebaut ist, der aus einem dielektrischen Material mit niedrigem dielektrischem Verlustfaktor hergestellt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , da£ die Form in einem Rahmen befestigt wird, der aus einem dielektrischen Material mit niedrigem dielektrischem Verlustfaktor hergestellt ist.